污水處理流程及其相關(guān)儀表

 一．    污水處理的全套工藝流程

       一般都分為預(yù)處理階段（去除比較大的懸浮物質(zhì)。比如格柵，初沉池，調(diào)節(jié)池等等），生物處理階段（去除水中的有機(jī)物質(zhì)。比如好氧法，厭氧法，以及綜合利用好氧，厭氧的方法）。沉淀階段（將生物處理的出水進(jìn)行固液分離。比如二沉池等）。如果有特殊需要，還要包括后處理階段（比如化學(xué)絮凝，膜處理，電處理等等），這樣出水水質(zhì)就會更加好。
按污水處理程度不同，污水處理可分為**處理、二級處理和三級處理。**處理主要是去除污水中呈懸浮狀的固體污染物，主要采用截留、沉降、隔油等物理方法。二級處理的主要任務(wù)是大幅度去除污水中呈膠體和溶解態(tài)的有機(jī)污染物質(zhì)，多采用活性污泥法、生物膜法等生物學(xué)處理方法。三級處理又叫深度處理，其目的是進(jìn)一步去除污水中的懸浮物、無機(jī)鹽類和其他污染物質(zhì)，常用的方法主要是物理化學(xué)和化學(xué)的技術(shù)方法，如吸附、離子交換、混凝沉淀、氧化等。 

       在污水處理過程中，具體選擇哪種方法要根據(jù)污水的性質(zhì)、水量、處理要求、經(jīng)濟(jì)條件等方面的因素，在調(diào)查研究的基礎(chǔ)上決定，既要科學(xué)合理，又得經(jīng)濟(jì)可行。

二．    污水處理中常用的儀器

 污水處理中常用的儀器的儀器有：流量計，液位計，液位差計，明渠流量計，PH計，溶解氧儀，COD在線監(jiān)測儀等。

 1．流量計

       對于污水處理廠的運(yùn)行管理，水量是一個重要的控制參數(shù)。準(zhǔn)確及時地掌握進(jìn)水量，對工藝控制及提高污水廠抵抗水力負(fù)荷沖擊能力有重要作用。

       利用流量計監(jiān)測出水槽流量 ,將進(jìn)水流量控制在設(shè)計范圍內(nèi) ,保證設(shè)備的**運(yùn)轉(zhuǎn)和處理水質(zhì)達(dá)標(biāo)排放

       污水處理工藝主要是通過生物氧化，絮凝，沉淀等工藝達(dá)到污水凈化的目的，在每個階段都需要一定的量計來進(jìn)行測量?！?br> 在污水處理工藝中，需根據(jù)工藝要求，配置對應(yīng)的檢測儀表，構(gòu)成可靠的控制系統(tǒng)。紹興污水處理廠在以下工藝檢測流程中配備了流量計：(1)進(jìn)水管；(2)初沉池到貯泥池泥量檢測；(3)污泥泵房剩余、污泥流量檢測；(4)污泥泵房回流污泥流量檢測；(5)二沉池配水井的出水流量檢測；(6)消化池進(jìn)泥量檢測；7)消化池出泥量檢測；(8)絮凝池藥劑進(jìn)量檢測等等。

       在回流污泥管道和剩余污泥管道中安裝電磁流量計測量回流污泥和剩余污泥的流量。安裝流量計后，值班人員可以根據(jù)顯示的流量是否正確，從而判斷回流污泥泵和剩余污泥泵工作是否正常，解決了潛水泵無法簡單判斷工作是否正常的難題，而且電磁流量計還具有安裝方便，維護(hù)簡單的特點(diǎn)。 

      鼓風(fēng)機(jī)與曝氣池間的空氣管道上安裝熱式氣體流量計。氣體流量計的安裝可以使值班人員隨時了解鼓風(fēng)機(jī)向曝氣池提供氣體的量。 

 2．明渠流量計

 另立專題再講。

 3．超聲波液位計(液位差計)

        超聲波液位計用于污水處理廠格柵的液位差控制
       從廠外污水干管收集到污水處理廠的污水，首先進(jìn)行預(yù)處理。在進(jìn)水泵房經(jīng)過粗格柵，去除污水中較大的垃圾、漂浮物；通過5臺大型污水泵將污水提升到細(xì)格柵，將較小的漂浮物去除；在曝氣沉砂池去除污水中的砂粒和油類；然后進(jìn)入計量槽，計量污水處理量。預(yù)處理后的污水在初沉池進(jìn)行**處理，去除約30%的有機(jī)物；初沉池出水進(jìn)入二級處理，先在生物處理工藝的核心部分--曝氣池，進(jìn)行生物降解有機(jī)物；曝氣池的混合液輸送到二沉池進(jìn)行沉淀，泥水分離。上層澄清液作為凈化后的清潔排放水；沉淀下來的污泥一部分回流曝氣池后再生利用，一部分作為剩余污泥回流到初沉池。初沉池的污泥用泵輸送到污泥濃縮池，進(jìn)一步濃縮池，通過污泥處理系統(tǒng)，把泥漿態(tài)的污泥脫水、壓濾，形成干污泥餅。  
       (1)格柵運(yùn)行控制。粗格柵、細(xì)格柵各安裝了1臺超聲波液位差計，通過格柵前后的液位差來反映格柵阻塞程度，并傳輸?shù)絇LC控制器，進(jìn)行分析計算。當(dāng)液位差超過預(yù)設(shè)的數(shù)值，控制格柵運(yùn)行，**垃圾，保障正常過水，且合理的減少了設(shè)備磨損。 
   (2)提升泵運(yùn)行控制。為實(shí)現(xiàn)進(jìn)水提升泵的自動控制，在進(jìn)水泵井處安裝了2臺超聲波液位計，用以測量泵井的水位，實(shí)時傳輸?shù)絇LC控制器及上位機(jī)，進(jìn)行系統(tǒng)分析。根據(jù)測量值對應(yīng)控制程序，自動控制提升泵的運(yùn)行組合。這樣可以根據(jù)廠外來水量準(zhǔn)確及時地調(diào)整泵運(yùn)行狀態(tài)，減少設(shè)備疲勞；同時可以取消傳統(tǒng)泵站三班倒的人力資源耗費(fèi)。 
      (3)污水處理的前期工藝,粗格柵,進(jìn)水泵, 細(xì)格柵.為污水處理中前期*重要的幾道工藝,前期的分隔,直接影響了*終處理出的污水是否合格.所以液位計,液位差計是在污水處理環(huán)節(jié)中非常關(guān)鍵的自動化儀表。

 4．溶解氧儀

       水中的氧含量可充分顯示水自凈的程度。對于使用活化污泥的生物處理廠來說，了解曝氣池和氧化溝的氧含量非常重要，污水中溶氧增加，會促進(jìn)除厭氧微生物以外的生物活動，因而能去除揮發(fā)性物質(zhì)和易于自然氧化的離子，使污水得到凈化。
鼓風(fēng)曝氣是污水處理中的關(guān)鍵參數(shù)控制，影響曝氣量的參數(shù)很多，如進(jìn)水負(fù)荷、污泥泥質(zhì)等等。用溶氧儀自動控制風(fēng)機(jī)開停臺數(shù)和改變風(fēng)量，而且曝氣控制電耗占污水廠的80%左右，通過控制來降耗也是一種趨勢。

        曝氣池單元溶解氧的PLC控制（因篇幅所限僅以曝氣池為例說明）曝氣池是全廠的核心構(gòu)筑物，污水在池中通過微生物的凈化作用達(dá)到去除有機(jī)物的目的。因微生物為好氧菌，如供氧量過少會造成**大量死亡，不利于微生物的生長，會直接影響處理效果，但供氧量過大，不僅使能耗增高，增大運(yùn)行費(fèi)用，而且會形成小而重的易沉淀絮體作用，使水質(zhì)惡化。因此，控制水中的含氧量是污水處理過程控制中比較關(guān)鍵的任務(wù)之一。由于曝氣池內(nèi)溶解氧的濃度同進(jìn)水水質(zhì)、溫度、壓力、曝氣量等有著非常密切的關(guān)系，這些外界條件發(fā)生變化時，溶解氧濃度也隨之發(fā)生變化。如何控制曝氣池中的溶解氧，是污水處理過程控制中自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的主要任務(wù)之一。
　　

       曝氣池的溶解氧含量，是關(guān)系到污水處理質(zhì)量的一個重要參數(shù)。溶解氧和曝氣量之間存在著一個函數(shù)關(guān)系，計算機(jī)根據(jù)實(shí)時檢測到的曝氣池溶解氧含量的數(shù)值，自動調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機(jī)的送氣量，衽閉環(huán)控制。
 

 5．PH計

       水的pH值隨著所溶解的物質(zhì)的多少而定，因此pH值能靈敏地指示出水質(zhì)的變化情況。pH值的變化對生物的繁殖和生存有很大影響，同時還嚴(yán)重影響活性污泥生化作用，即影響處理效果，污水的pH值一般控制在6.5～7之間。

       水在化學(xué)上是中性的，某些水分子自發(fā)地按照下式分解：H2O=H++OH-，即分解成氫離子和氫氧根離子。在中性溶液中，氫離子H+和氫氧根離子OH-的濃度都是10-7mol/l，pH值是氫離子濃度以10為底的對數(shù)的負(fù)數(shù)：pH=-log，因此中性溶液的pH值等于7。如果有過量的氫離子，則pH值小于7，溶液呈酸性；反之，氫氧根離子過量，則溶液呈堿性。 

       pH值通常用電位法測量，通常用一個恒定電位的參比電極和測量電極組成一個原電池，原電池電動勢的大小取決于氫離子的濃度，也取決于溶液的酸堿度。采用了CPS11型pH傳感器和CPM151型pH變送器。測量電極上有特殊的對pH反應(yīng)靈敏的玻璃探頭，它是由能導(dǎo)電、能滲透氫離子的特殊玻璃制成，具有測量精度高、抗干擾性好等特點(diǎn)。當(dāng)玻璃探頭和氫離子接觸時，就產(chǎn)生電位。電位是通過懸吊在氯化銀溶液中的銀絲對照參比電極測到的。pH值不同，對應(yīng)產(chǎn)生的電位也不一樣，通過變送器將其轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)4～20mA輸出。

 

 6．污泥濃度計

        曝氣池污泥濃度控制。曝氣池的污泥濃度是一個重要工藝參數(shù)。在傳統(tǒng)的污水處理廠，污泥濃度依靠實(shí)驗(yàn)室使用舊的試驗(yàn)方法進(jìn)行監(jiān)測，在數(shù)據(jù)提供的及時性和**性上，存在很大的缺陷。難以及時進(jìn)行回流污泥和剩余污泥量的工藝調(diào)整，就造成時間上和準(zhǔn)確度上的誤差。南寧市瑯東污水處理廠在每個曝氣池上都安裝了一個測量范圍是為0.5～10 g/L 在線污泥濃度測量計，很好地解決了這個問題。安裝污泥濃度計可以隨時根據(jù)**測量的污泥濃度，適時地調(diào)整曝氣池的工藝，同時減輕了實(shí)驗(yàn)室工作人員的勞動強(qiáng)度。
污泥濃度計分為超聲波式和光電式。

       超聲波污泥濃度計原理：根據(jù)"超聲波在污泥和懸浮物中的衰減與液體中的污泥濃度和懸浮物濃度有關(guān)"這一原理，實(shí)現(xiàn)了污泥和懸浮物濃度的在線測量和相關(guān)工藝過程的控制。不同種類的污泥和懸浮物對超聲波的衰減特性不同。通過調(diào)整管道式傳感器和浸沒式傳感器的間距以及工作的頻率可以適應(yīng)各種不同的應(yīng)用場合。
超聲波污波濃度計可以實(shí)時連續(xù)監(jiān)測0.2%至20%的污泥和懸浮物濃度的變化并實(shí)現(xiàn)相關(guān)工藝過程自動控制。廣泛應(yīng)用于污水處理廠，給水廠、造紙、化工、冶金、機(jī)械制造工業(yè)及自然水體監(jiān)測等多個領(lǐng)域。

       光電式污泥濃度計原理：根據(jù)"紅外光在懸浮物中的透射衰減和散射衰減與懸浮物濃度有關(guān)"這一原理，實(shí)現(xiàn)了污泥和懸浮物濃度的在線測量和相關(guān)工藝過程的控制。不同種類的污泥和懸浮物對紅外光的衰減特性不同。通過調(diào)整傳感器的發(fā)射頻率和采用不同算法可以適應(yīng)各種不同的應(yīng)用場合。

      光電式懸浮物濃度計可以實(shí)時監(jiān)測0－20g/L的懸浮物濃度變化并實(shí)現(xiàn)相關(guān)工藝過程自動控制。應(yīng)用于污水處理廠曝氣池混合液濃度監(jiān)測。
 

 應(yīng)用場合：

    城市污水處理廠： 

      ●初沉池、二沉池排泥控制；                  
       ●污泥濃縮池；
      ●污泥脫水加藥自動控制;                     
       ●回流污泥濃度監(jiān)測

     給水廠：

       ●沉淀池淤泥高度自動監(jiān)測；                            
        ●沉淀池自動排泥控制工業(yè)廢水處理：
       ●淤泥濃度監(jiān)測、礦漿、工業(yè)漿料濃度監(jiān)測自然水體：
        ●河流含沙量監(jiān)測

 7．污泥界面儀

       一個關(guān)鍵的控制因素是二沉池中的污泥界面。合適的污泥界面厚度可以防止污泥腐爛，避免磷釋放到上清液和出水中，與生物除磷效果相關(guān)。為了確保污泥界面的厚度在1.5～2.5 英尺之間，操作人員需使用傳統(tǒng)的“污泥檢測”方法，每四小時測量一次污泥界面的厚度，多雨季節(jié)需要每2 小時測一次。當(dāng)沉淀池的總面積大于90000 平方英尺時，人工測量污泥界面就需要花費(fèi)大量的時間了。

       傳感器安裝在接近池頂?shù)牡胤?，利用超聲波檢測技術(shù)測量污泥界面頂部或底部的位置。這種術(shù)可以避免傳感器與污泥接觸。

       Bullock 說：“自從我們使用該系統(tǒng)以來，磷的排放從來沒有超出過1mg/L 的限值，我們把這都?xì)w功于在線污泥界面監(jiān)測儀?！?br>  

 8．COD在線監(jiān)測儀

         所謂化學(xué)需氧量（COD），是在一定的條件下，采用一定的強(qiáng)氧化劑處理水樣時，所消耗的氧化劑量。它是表示水中還原性物質(zhì)多少的一個指標(biāo)。水中的還原性物質(zhì)有各種有機(jī)物、亞硝酸鹽、硫化物、亞鐵鹽等。但主要的是有機(jī)物。因此，化學(xué)需氧量（COD）又往往作為衡量水中有機(jī)物質(zhì)含量多少的指標(biāo)。化學(xué)需氧量越大，說明水體受有機(jī)物的污染越嚴(yán)重。 化學(xué)需氧量（COD）的測定，隨著測定水樣中還原性物質(zhì)以及測定方法的不同，其測定值也有不同。目前應(yīng)用*普遍的是酸性高錳酸鉀氧化法與重鉻酸鉀氧化法。高錳酸鉀（KmnO4）法，氧化率較低，但比較簡便，在測定水樣中有機(jī)物含量的相對比較值時，可以采用。重鉻酸鉀（K-2Cr2O7）法，氧化率高，再現(xiàn)性好，適用于測定水樣中有機(jī)物的總量。 有機(jī)物對工業(yè)水系統(tǒng)的危害很大。含有大量的有機(jī)物的水在通過除鹽系統(tǒng)時會污染離子交換樹脂，特別容易污染陰離子交換樹脂，使樹脂交換能力降低。有機(jī)物在經(jīng)過預(yù)處理時（混凝、澄清和過濾），約可減少50%，但在除鹽系統(tǒng)中無法除去，故常通過補(bǔ)給水帶入鍋爐，使?fàn)t水pH值降低。有時有機(jī)物還可能帶入蒸汽系統(tǒng)和凝結(jié)水中，使pH降低，造成系統(tǒng)腐蝕。在循環(huán)水系統(tǒng)中有機(jī)物含量高會促進(jìn)微生物繁殖。因此，不管對除鹽、爐水或循環(huán)水系統(tǒng)，COD都是越低越好，但并沒有統(tǒng)一的限制指標(biāo)。在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中COD（DmnO4法）>5mg/L時，水質(zhì)已開始變差。

9．濁度計